Netty 核心组件

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Netty工作架构图

模块组件

Bootstrap

Bootstrap是启动引导类，一个 Netty 应用通常由一个 Bootstrap 开始，主要作用是配置整个 Netty 程序，串联各个组件

  • Bootstrap 类是客户端程序的启动引导类
  • ServerBootstrap 类是服务端启动引导类

Channel

Channel的本质是对操作系统产生的FD（文件描述符）的映射，并且提供绑定到Selector多路选择器上的能力

ChannelFuture

在 Netty 中所有的IO操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理。 Future 对象可以看作是一个异步操作结果的占位符；它将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。

Netty 提供了ChannelFuture，用于在执行异步操作的时候使用。每个Netty的出站IO操作都会返回一个ChannelFuture。ChannelFuture可以注册ChannelFutureListener 实例，其中的回调方法operationComplete(),将会在对应的操作完成时被调用

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ChannelFuture write(Object msg, ChannelPromise promise);

ChannelHandler

ChannelHandler 是一个接口，它充当了所有处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器，并将其转发到其 ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler；该类是基于事件驱动的，它会响应相关的事件然后去调用其关联的回调函数，例如：当一个新的连接被建立时，ChannelHandler的channelActive()方法将会被调用

ChannelHandler子类，例如：

  • ChannelInboundHandler：用于处理入站IO事件。
  • ChannelOutboundHandler：用于处理出站IO操作。

ChannelPipline

ChannelPipeline 是聚合了 ChannelHandler 的管道，本质上是一个职责链路（用于处理Channel的入站事件和出站操作），在Worker线程中会对每一个Channel执行其所对应的pipeline链，完成整个生命周期。

蓝色表示 ChannelInboundHandler ，绿色表示 ChannelOutboundHandler，黄色则承担两个角色，而每个Handler又会使用 ChannelHandlerContext 封装起来，在 ChannelPipeline 中组装成双向链表。

ChannelPipeline handler 执行顺序：

  • 入站事件流从头到尾执行所有的handler(入站的时候也会经过OutboundChannelHandler，只不过略过了这个ChannelHandler)
  • 出站事件流从尾到头执行所有的handler(出站的时候也会经过InboundChannelHandler，只不过略过了这个ChannelHandler)

注意： 在具体业务处理类ProcessingHandler中将响应数据发出有2种方式：

  1. ChannelHandlerContext.writeAndFlush(msg)：不用经过TailConext, 从该handler开始往前执行OutboundChannelHandler，性能更好一些
  2. ChannelHandlerContext.pipeline().writeAndFlush(msg)：从TailConext开始执行， 往前执行OutboundChannelHandler
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private AbstractChannelHandlerContext findContextOutbound() {
        AbstractChannelHandlerContext ctx = this;
        do {
            // 注意，这里是往前找
            ctx = ctx.prev;
        } while (!ctx.outbound);
        return ctx;
    }

EventLoop

EventLoop 是事件循环，对应Reactor线程，以 NioEventLoop 为例，实现原理是：维护了一个线程和任务队列，支持异步提交任务，线程启动时会调用NioEventLoop 的 run 方法，执行IO任务和非IO任务，由于 EventLoop 是单线程，因此在使用时要注意耗时操作，阻塞操作都不要放到 EventLoop 中，其适合处理耗时短并且简单的任务

  • IO任务：即 selectionKey 中事件，如 accept、connect、read、write等，由processSelectedKeys方法触发。
  • 非IO任务：添加到 taskQueue 中的任务，如延迟任务，由 runAllTasks 方法触发。

两种任务的执行时间比由变量 ioRatio 控制，默认为50%，则表示允许非IO任务执行的时间与IO任务的执行时间相等

EventLoopGroup

EventLoopGroup包含一个或者多个EventLoop，主要管理EventLoop的生命周期，可以理解为一个线程池，内部维护了一组线程，每个线程(EventLoop)可以负责处理多个Channel上的事件，而一个Channel只能注册于一个EventLoop(防止线程并发问题)

参考

最透彻的Netty原理架构解析

Netty–Reactor模型的应用

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